TiO 2 納米管陣列電極光電催化降解水體中含氮污染物及抗生素的研究
發(fā)布時間:2021-12-21 19:42
近年來,我國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅速且愈趨集約化。而魚類代謝物的排放以及殘餌的分解,會導(dǎo)致養(yǎng)殖水體氨氮、亞硝酸鹽以及硝酸鹽過高等問題,而較低濃度的氨氮以及亞硝酸鹽就會危害魚類的健康。另外,作為預(yù)防以及治療魚病的抗生素也有較大部分殘留在水體中,對環(huán)境及人類健康造成威脅。半導(dǎo)體光催化技術(shù)由于其在降解廢水中有毒污染物方面杰出的性能,受到廣泛關(guān)注。本論文研究了TiO2納米管電極光電催化降解養(yǎng)殖水體中常見污染物亞硝酸鹽和抗生素氯霉素和諾氟沙星的性能,并對TiO2納米管電極進(jìn)行了石墨烯修飾改性以提高電極的光利用率。具體工作如下:分別采用三步電化學(xué)陽極氧化法和一步電化學(xué)陽極氧化法制備了表面形貌均勻的Y型TiO2納米管陣列(Y-Ti02NTs)和傳統(tǒng)TiO2納米管陣列(TiO2NTs)。通過場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)和X射線衍射(XRD)表征手段對樣品的結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行分析。表征結(jié)果表明:Y型TiO2納米管陣列呈倒Y型垂直生長于鈦基底表面,且均勻緊密排列,上層主納米管管徑約50 nm,管壁厚約10 nm,樣品晶型為銳鈦礦型;退火溫度為450℃的傳統(tǒng)TiO 2納米管陣列排布緊密有序,管徑約60nm,管壁...
【文章來源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:75 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
致謝
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 TiO_2光電催化技術(shù)的研究背景及進(jìn)展
1.1.1 引言
1.1.2 TiO_2的晶型結(jié)構(gòu)
1.1.3 TiO_2光電催化作用機(jī)理
1.1.4 TiO_2光電催化技術(shù)的研究進(jìn)展
1.2 TiO_2納米管制備方法研究進(jìn)展
1.2.1 水熱合成法
1.2.2 模板合成法
1.2.3 陽極氧化法
1.3 TiO_2納米管的改進(jìn)技術(shù)
1.3.1 貴金屬沉積
1.3.2 復(fù)合半導(dǎo)體
1.3.3 摻雜
1.3.4 染料敏化
1.4 TiO_2光催化劑在廢水處理中的應(yīng)用
1.5 研究目的及內(nèi)容
1.5.1 研究目的及意義
1.5.2 研究內(nèi)容
第2章 TiO_2納米管的制備及其表征
2.1 前言
2.2 實驗部分
2.2.1 主要材料與儀器
2.2.2 鈦片的預(yù)處理
2.2.3 電化學(xué)陽極氧化法制備TiO_2納米管電極
2.2.4 TiO_2納米管的退火處理
2.2.5 TiO_2納米管的表征
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 TiO_2納米管的FESEM分析
2.3.2 TiO_2納米管的XRD分析
2.4 本章小結(jié)
第3章 Y型TiO_2納米管光電催化降解亞硝酸鹽的研究
3.1 前言
3.2 實驗部分
3.2.1 主要材料和儀器
3.2.2 亞硝酸鹽光電催化降解實驗
3.2.3 分析測試方法
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 不同光陽極光電催化降解亞硝酸鹽性能比較
3.3.2 Y型TiO_2納米管電極光電催化降解亞硝酸鹽的因素探討
3.3.3 亞硝酸鹽降解機(jī)理研究
3.3.4 降解效果與文獻(xiàn)比較
3.4 本章小結(jié)
第4章 Y型TiO_2納米管光電催化降解抗生素的研究
4.1 前言
4.2 實驗部分
4.2.1 主要材料和儀器
4.2.2 抗生素光電催化降解實驗
4.2.3 分析測試方法
4.2.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 溶液初始pH對降解抗生素的影響
4.3.2 抗生素初始濃度對降解抗生素的影響
4.3.3 無機(jī)離子對降解抗生素的影響
4.3.4 紫外可見吸收光譜
4.4 本章小結(jié)
第5章 石墨烯修飾TiO_2納米管的制備及其對氨氮催化氧化性能研究
5.1 前言
5.2 實驗部分
5.2.1 主要材料和儀器
5.2.2 石墨烯修飾Y型TiO_2納米管電極的制備
5.2.3 石墨烯修飾Y型TiO_2納米管電極的表征
5.2.4 光電催化實驗
5.3 結(jié)果與討論
5.3.1 石墨烯修飾Y型TiO_2納米管的表征分析
5.3.2 不同電沉積循環(huán)圈數(shù)對rGO/Y-TiO_2NTs電極的光電流響應(yīng)的影響
5.3.3 rGO/Y-TiO_2NTs電極光電催化氧化氨氮
5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
6.1 論文總結(jié)
6.2 主要創(chuàng)新點
6.3 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡歷及在學(xué)期間所取得的科研成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于石墨烯電極的聚合物太陽能電池光學(xué)減反層的研究[J]. 李國龍,鐘景明,王立惠,李進(jìn),何力軍. 新能源進(jìn)展. 2015(05)
[2]TiO2-rGO制備及其對亞甲基藍(lán)溶液的降解[J]. 劉晶晶,宋存義,童震松. 環(huán)境工程學(xué)報. 2015(10)
[3]石墨烯薄膜修飾TiO2納米管光電極制備及性能[J]. 程修文,劉惠玲,王璞,陳清華,張健. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2014(06)
[4]基于TiO2納米管陣列的高效正面透光型染料敏化太陽能電池的制備及其光電性能(英文)[J]. 高素雯,蘭章,吳晚霞,闕蘭芳,吳季懷,林建明,黃妙良. 物理化學(xué)學(xué)報. 2014(03)
[5]卟啉錫敏化TiO2納米管的光催化活性和光電性能[J]. 黃成,常婷,張越,康詩釗,李向清,穆勁. 無機(jī)化學(xué)學(xué)報. 2014(02)
[6]RGO/TiO2復(fù)合光催化劑的制備與光催化性能研究[J]. 蘇明星,王衛(wèi),倪亞茹,陸春華. 化工新型材料. 2013(10)
[7]模板法制備中空結(jié)構(gòu)材料的研究進(jìn)展[J]. 鮑艷,楊永強,馬建中. 無機(jī)材料學(xué)報. 2013(05)
[8]石墨烯復(fù)合材料的研究進(jìn)展[J]. 匡達(dá),胡文彬. 無機(jī)材料學(xué)報. 2013(03)
[9]金屬氧化物(Fe2O3,CuO,NiO)改性對TiO2納米管陣列光電催化活性的增強效應(yīng)(英文)[J]. 叢燕青,李哲,王齊,張軼,徐謙,伏芳霞. 物理化學(xué)學(xué)報. 2012(06)
[10]陽極氧化法制備Y型TiO2納米管[J]. 楊旭,曲軼,范翊,劉星元. 發(fā)光學(xué)報. 2012(03)
碩士論文
[1]復(fù)合氧化物(TiO2/SnO2)納米管催化劑的制備及光催化氣相有機(jī)物性能的研究[D]. 陳陽.浙江工業(yè)大學(xué) 2014
本文編號:3545064
【文章來源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:75 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
致謝
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 TiO_2光電催化技術(shù)的研究背景及進(jìn)展
1.1.1 引言
1.1.2 TiO_2的晶型結(jié)構(gòu)
1.1.3 TiO_2光電催化作用機(jī)理
1.1.4 TiO_2光電催化技術(shù)的研究進(jìn)展
1.2 TiO_2納米管制備方法研究進(jìn)展
1.2.1 水熱合成法
1.2.2 模板合成法
1.2.3 陽極氧化法
1.3 TiO_2納米管的改進(jìn)技術(shù)
1.3.1 貴金屬沉積
1.3.2 復(fù)合半導(dǎo)體
1.3.3 摻雜
1.3.4 染料敏化
1.4 TiO_2光催化劑在廢水處理中的應(yīng)用
1.5 研究目的及內(nèi)容
1.5.1 研究目的及意義
1.5.2 研究內(nèi)容
第2章 TiO_2納米管的制備及其表征
2.1 前言
2.2 實驗部分
2.2.1 主要材料與儀器
2.2.2 鈦片的預(yù)處理
2.2.3 電化學(xué)陽極氧化法制備TiO_2納米管電極
2.2.4 TiO_2納米管的退火處理
2.2.5 TiO_2納米管的表征
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 TiO_2納米管的FESEM分析
2.3.2 TiO_2納米管的XRD分析
2.4 本章小結(jié)
第3章 Y型TiO_2納米管光電催化降解亞硝酸鹽的研究
3.1 前言
3.2 實驗部分
3.2.1 主要材料和儀器
3.2.2 亞硝酸鹽光電催化降解實驗
3.2.3 分析測試方法
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 不同光陽極光電催化降解亞硝酸鹽性能比較
3.3.2 Y型TiO_2納米管電極光電催化降解亞硝酸鹽的因素探討
3.3.3 亞硝酸鹽降解機(jī)理研究
3.3.4 降解效果與文獻(xiàn)比較
3.4 本章小結(jié)
第4章 Y型TiO_2納米管光電催化降解抗生素的研究
4.1 前言
4.2 實驗部分
4.2.1 主要材料和儀器
4.2.2 抗生素光電催化降解實驗
4.2.3 分析測試方法
4.2.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 溶液初始pH對降解抗生素的影響
4.3.2 抗生素初始濃度對降解抗生素的影響
4.3.3 無機(jī)離子對降解抗生素的影響
4.3.4 紫外可見吸收光譜
4.4 本章小結(jié)
第5章 石墨烯修飾TiO_2納米管的制備及其對氨氮催化氧化性能研究
5.1 前言
5.2 實驗部分
5.2.1 主要材料和儀器
5.2.2 石墨烯修飾Y型TiO_2納米管電極的制備
5.2.3 石墨烯修飾Y型TiO_2納米管電極的表征
5.2.4 光電催化實驗
5.3 結(jié)果與討論
5.3.1 石墨烯修飾Y型TiO_2納米管的表征分析
5.3.2 不同電沉積循環(huán)圈數(shù)對rGO/Y-TiO_2NTs電極的光電流響應(yīng)的影響
5.3.3 rGO/Y-TiO_2NTs電極光電催化氧化氨氮
5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
6.1 論文總結(jié)
6.2 主要創(chuàng)新點
6.3 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡歷及在學(xué)期間所取得的科研成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于石墨烯電極的聚合物太陽能電池光學(xué)減反層的研究[J]. 李國龍,鐘景明,王立惠,李進(jìn),何力軍. 新能源進(jìn)展. 2015(05)
[2]TiO2-rGO制備及其對亞甲基藍(lán)溶液的降解[J]. 劉晶晶,宋存義,童震松. 環(huán)境工程學(xué)報. 2015(10)
[3]石墨烯薄膜修飾TiO2納米管光電極制備及性能[J]. 程修文,劉惠玲,王璞,陳清華,張健. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2014(06)
[4]基于TiO2納米管陣列的高效正面透光型染料敏化太陽能電池的制備及其光電性能(英文)[J]. 高素雯,蘭章,吳晚霞,闕蘭芳,吳季懷,林建明,黃妙良. 物理化學(xué)學(xué)報. 2014(03)
[5]卟啉錫敏化TiO2納米管的光催化活性和光電性能[J]. 黃成,常婷,張越,康詩釗,李向清,穆勁. 無機(jī)化學(xué)學(xué)報. 2014(02)
[6]RGO/TiO2復(fù)合光催化劑的制備與光催化性能研究[J]. 蘇明星,王衛(wèi),倪亞茹,陸春華. 化工新型材料. 2013(10)
[7]模板法制備中空結(jié)構(gòu)材料的研究進(jìn)展[J]. 鮑艷,楊永強,馬建中. 無機(jī)材料學(xué)報. 2013(05)
[8]石墨烯復(fù)合材料的研究進(jìn)展[J]. 匡達(dá),胡文彬. 無機(jī)材料學(xué)報. 2013(03)
[9]金屬氧化物(Fe2O3,CuO,NiO)改性對TiO2納米管陣列光電催化活性的增強效應(yīng)(英文)[J]. 叢燕青,李哲,王齊,張軼,徐謙,伏芳霞. 物理化學(xué)學(xué)報. 2012(06)
[10]陽極氧化法制備Y型TiO2納米管[J]. 楊旭,曲軼,范翊,劉星元. 發(fā)光學(xué)報. 2012(03)
碩士論文
[1]復(fù)合氧化物(TiO2/SnO2)納米管催化劑的制備及光催化氣相有機(jī)物性能的研究[D]. 陳陽.浙江工業(yè)大學(xué) 2014
本文編號:3545064
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